Sıcak bir yaz gününde bir arı yuvasının yanından geçtiyseniz, içerideki tüm arıların nasıl serin kaldığını merak etmekten çok, sokulmaktan kaçınmaya odaklanmışsınızdır. Merak etmeyin, Harvard bilim adamları, bu soruyu sizin için arılara sordu ve bir cevap aldı. Peki arılar gerçekten de sıcak yaz günlerinde serin kalmayı nasıl başarıyor?
Arılar ilginç bir iş birliğine imza atıyor
Bal arıları sık sık dar açıklıkları olan ağaç oyuklarında, büyük, sıkışık yuva boşluklarında yaşar. Yuvanın içi ısındığında, bir grup arı girişe varır ve kanatlarını, sıcak havayı çıkarmak ve daha serin havanın içeri girmesini sağlamak için fan olarak kullanırlar. Soru: Arılar kendilerini nasıl canlı havalandırma birimlerine kadar organize ederler?
Harvard'ın Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu (SEAS) ile Organizma ve Evrimsel Biyoloji Bölümü (OEB) araştırmacıları, arıların kovanı toplu olarak kümelemek ve sürekli olarak havalandırmak için çevresel sinyalleri nasıl kullandıklarını gösteren yapay bir kovan ortamı oluşturdular.
Araştırmacılara göre arılar gibi sosyal böcekler binlerce yıl boyunca akışları ve kuvvetleri kullanarak mekanik stabilizasyon, termoregülasyon ve havalandırma gibi fizyolojik problemleri toplu şekilde çözmeyi başardılar. Yapılan ölçümler ve hesaplama modelleri, arıların yuvalarını havalandırmak için büyük ölçekli bir acil durum akış düzeneği oluşturduğunun fark edilmesini sağladı.
Araştırma sonuçları arıların yuvalarını serin tutmak için sofistike bir işe alım metoduna ya da iletişim planına ihtiyaç duymadıklarını gösterdi. Bunun yerine arı yuvasının, hava akımının etkili biçimde dışarı atılmasını sağlayacak şekilde tasarlanması ve duyarlı arıların artan sıcaklığa karşı verdikleri kanat çırpma tepkisi etkili bir soğutma çözümünün elde edilmesini sağlıyor.
Teste başlayan araştırma ekibi sıcaklığı, yuvaya giren ve çıkan hava akımını ve yuva girişindeki arıların konumunu ve miktarını ölçtü. Yuva girişinin bütününe yayılmak yerine, arıların en sıcak bölgelerde kümelendiğini ve en yüksek hava akışına sahip olan alanları, en yüksek hava girişi olan serin bölgelerden ayrı tuttuğunu gözlemlediler. En önemlisi, her arının sıcak havayı dışarı atmaya başlayacağı farklı sıcaklık eşikleri olduğunu buldular. Bu görev paylaşımı, değişken sıcaklıklara daha iyi cevap vermelerini sağladı.
Sistemin modellenmesinde, araştırmacılar tüm bu davranışların yuvanın fiziksel çevresi ile bağlantılı olduğunu buldular. Havalandırmanın dışarıya doğru yapılması, arıların yuva sıcaklığını hissetmelerini sağlar. Farklı sıcaklık eşikleri daha sürekli havalandırma yapılmasını ve daha istikrarlı kovan sıcaklığına ulaşılmasını sağlar. Girişi ve çıkışı birbirinden ayırmak sürtünme ve akış fiziği düşünüldüğünde yuvaya daha fazla serin havanın girmesini sağlar. Çalışma eko-fizyoloji adına pek çok şey ifade ediyor.